Fusible soplando en 12 multímetros clasificados para 200 mA, midiendo solo 12.5 mA. ¿Por qué?

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Soy un profesor de electrónica de la escuela secundaria y, mientras estudiamos la Ley de Ohm, explotamos los fusibles en 12 de los 18 nuevos multímetros digitales mientras medimos la corriente, y ninguno de los medidores se conectó directamente a una fuente de voltaje. !

Detalles: 18 nuevas fuentes de alimentación de CC de 30 V, 18 nuevos Radio Shack 22-810 15 DMM de gama, Resistor más pequeño 2KOhm

Los estudiantes conectaron la resistencia y el amperímetro en serie a la fuente de alimentación.

El multímetro tiene una capacidad nominal de hasta 200 mA y el fusible es de 315mA 250V.

Los voltajes variaron de 5V a 25V. Incluso con la resistencia más pequeña de 2KOhm, la corriente más grande que se habría medido es de 12.5 mA. Incluso si los estudiantes maximizaran el suministro de energía a 30 V, la corriente aún sería de 15 mA, lo que está muy por debajo de 200 mA y 250 V.

Entonces, mi pregunta es, ¿por qué explotó el fusible en 12 de los 18 multímetros? Estaba supervisando directamente a los estudiantes y nadie conectó el multímetro a la fuente de alimentación sin la resistencia. Busqué las subidas de corriente conectando el multímetro a la fuente de alimentación en modo de voltaje y el voltaje no cambió en absoluto. También medí el voltaje con un multímetro analógico y también fue sólido. Y dudo que haya subidas de corriente ya que la fuente de alimentación debería filtrarlas, y también deberían ser visibles en el medidor de salida de la fuente de alimentación.

Me puse en contacto con Radio Shack para ver si había un lote de fusibles defectuosos, y por supuesto dijeron que no y que los fusibles no están cubiertos por la garantía.

Después de todas las comprobaciones que he hecho, ¿recomendaría envolver los fusibles con papel de aluminio para que los multímetros funcionen? No es como si quisiera envolver un fusible en el panel de origen de una casa, automóvil o avión. Solo en los multímetros que solo están conectados a la salida de la fuente de alimentación.

    
pregunta Craig

4 respuestas

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Dadas las condiciones que ha descrito, no hay una buena explicación para lo que ha ocurrido, excepto que los fusibles están defectuosos.

Esto indica que los fusibles están defectuosos :-) - o que hay algo incorrecto en las condiciones descritas. Cuando suceden cosas como esta, es una buena idea preguntar "¿qué sucedió realmente en comparación con lo que creo que sucedió?". A veces el error humano se arrastra muy sutilmente y a Murphy le encanta confundirnos.

En igualdad de condiciones, supongo que tiene algunas resistencias mal etiquetadas, o resistencias de bajo valor incorrectas en un lote de otras de valor aparentemente alto. Vea abajo.

Los fusibles de 200 mA probablemente NO sean un problema de seguridad sino uno de protección del medidor. Es probable que el circuito se dañe si se usa un fusible de amperaje mucho más grande. Podrías sacrificar un metro para ver. Puede que no sea una buena opción.

Una forma de tratar de evitar sus problemas es colocar una resistencia de 125 ohmios, por ejemplo, en serie con los suministros en un punto al que los estudiantes no puedan acceder. Entonces la corriente máxima posible es de 25 V / 125r = 200 mA. Una resistencia de 100r no quemaría un fusible de 200 mA. Los fusibles normalmente se clasifican para explotar a una corriente nominal de 2+ x. Si se usa un voltímetro externo aguas abajo de la resistencia, entonces la caída en la resistencia no es importante. Si está utilizando un medidor en el psu puede importar. Si estos psus se usan solo en este experimento (improbable) se podría instalar una resistencia interna corriente arriba del medidor. No se aconseja.

Otra alternativa es configurar los suministros al límite actual en 200 mA si esa función está disponible.

Puede agregar una serie de limitadores de corriente constante, pero eso requiere tiempo y dinero y puede no ser deseable. Un LM317 más una resistencia de 5,6 ohmios hará un limitador de corriente de 223 mA. Requiere soldar una resistencia a una pieza TO220 y 2 cables externos. Envuelva toda la unidad en cinta adhesiva o en caliente y póngala en serie con el cable psu + ve. IFt caerá de 2 a 3 voltios en funcionamiento normal.

Fusibles: Inspeccione los fusibles fundidos y los fusibles no explotados CERRAMENTE . ¿Son todos idénticos? O al menos, ¿existe una combinación de fusibles que sea esencialmente igual en lotes soplados y no soplados? Una clara variación física apunta a un problema de calificación de fusibles.

Examine el etiquetado de clasificación de fusibles con una lupa. ¿Son 315 mA fusibles o 31 mA fusibles? El rango de 30 mA sería muy raro pero existe. Los fusibles normalmente explotarán aproximadamente al doble de la calificación, pero es posible una amplia variación, por lo que sería marginal en su aplicación. Parece poco probable pero ...

Si decide puentear sus fusibles, use el cable más delgado que pueda encontrar y suelde los fusibles quemados. Es poco probable que encuentre un cable que se fusione con menos de 100 mA. Si soplas eso entonces 'summat aglae'.

Usted podría comprar y colocar fusibles "algo más grandes". Saber qué le sucede a sus medidores en corrientes más grandes puede ser bueno.

Algunos medidores tienen resistencias internas muy desagradables y, por lo tanto, disminuyen el voltaje. Mido y rotulo multímetros baratos con resistencias de rango de corriente para evitar ser atrapado. SI su medidor tiene una resistencia de más de 3 ohmios en el rango de 200 mA, caerá > V = I.R = 0.2 x 3 = - > 0.6V. Por lo tanto, un diodo de silicio a través del medidor lo protegerá de sobrecorriente. Un diodo Schottky protegerá contra voltajes más bajos. 2 x diodos súper económicos 1N4148 espalda con espalda a través de los terminales del medidor pueden ser suficientes.

Tome un fusible no quemado, coloque una pequeña corriente (20 mA?) a través de él y mida la caída de voltaje en él. Observe la caída y aumente lentamente la corriente. ¿Cuál es la caída de voltaje y la corriente cuando sopla? Intente esto con un fusible de 300 mA de otras fuentes.

Mida las resistencias de TODAS las resistencias que los estudiantes usaron. Son los resistores 2k TODOS REALMENTE 2k. ¿Hay unos 200 ohmios allí? O 20 ohms. O 2 ohms? :-). Tenga en cuenta que puede que no sea el valor previsto más bajo que esté defectuoso. Un 100k que es un 100R te engañará si buscas un 2k / 20r. Medirlos todos. La forma más rápida es configurar el valor de psu alto, colocar un medidor en un rango de 10 amperios, luego hacer un psu corto a través de la resistencia y el medidor. Si un 2k es 2k metro apenas cederá. Si obtienes 200 mA + deberías notarlo. El medidor no se dañará a 10 amperios.

Entonces, en general es un misterio. Los fusibles son malos o algo no es lo que parece. Esperemos que lo anterior proporcione algunas pistas.

    
respondido por el Russell McMahon
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Los fusibles se funden cuando la corriente excesiva fluye a través de ellos.

En mi opinión, la probabilidad de que esto sea un problema relacionado con los lotes es improbable: la mayoría de los fusibles son componentes críticos para la seguridad, generalmente con la marca de la agencia reguladora, especialmente con piezas de 250V.

¿Puedes publicar una foto de un fusible defectuoso? Las tapas metálicas suelen tener marcas que indican las clasificaciones, el fabricante y la información reglamentaria.

Este problema presenta una buena oportunidad para enseñar a su clase cómo resolver problemas de forma metódica.

Prueba esto:

  • Con un buen medidor, mida la resistencia antes de instalarla en serie con la fuente de alimentación.
  • Conecte su circuito: la fuente de alimentación, la resistencia conectada en serie y una buena DVM conectada en serie (una en la que no se funda el fusible) en un rango de miliamperios, según sus criterios experimentales.
  • Desconecte la conexión de la fuente de alimentación positiva y mida la resistencia entre dónde estaba la conexión positiva y el negativo de la fuente de alimentación. Debería ver la resistencia de la resistencia más la resistencia de la derivación dentro de la DVM (que debería ser extremadamente pequeña, tal vez ni siquiera visible). Si ve alguna resistencia más pequeña que el valor de la resistencia (es decir, cero), algo está mal y necesita verificar su configuración.
  • Realice el cálculo de la ley de Ohm para establecer la corriente máxima esperada en función de la salida de alimentación esperada y la resistencia que midió. También calcule la corriente del caso más desfavorable en función de la salida de la fuente de alimentación del caso más desfavorable.
  • Conecte la conexión de la fuente de alimentación positiva y haga su experimento.

Si continúa haciendo explotar fusibles, hay dos hipótesis que vienen a la mente:

  • La salida de la fuente de alimentación superó la predicción del peor de los casos.
  • El fusible no pudo manejar la peor de las corrientes.

La demostración de cuál fue la causa se deja como un ejercicio para los estudiantes;)

    
respondido por el Adam Lawrence
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Puede intentar ejecutar el experimento utilizando el rango del multímetro de 10 amperios. Si la fuente de alimentación tiene un límite de corriente (debería serlo si se usa en educación), no debería poder dañar nada, pero es posible que tenga más información sobre la situación.

    
respondido por el jpc
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Actualización:

Muchas gracias por todas las respuestas. Recibí muchas ideas para solucionar problemas e hice un trabajo de investigación.

Hoy, conecté la misma disposición que antes: fuente de alimentación, resistencia y un multímetro (con un buen fusible) y medí la salida de la fuente de alimentación con un osciloscopio durante más de una hora. Todo fue sólido y el voltaje no cambió en absoluto. Además, todas las resistencias se midieron de nuevo y todas están dentro de la tolerancia. El fusible no se fundió en el multímetro.

Posibilidades de lo que podría haber salido mal: Resistencias demasiado bajas (Eliminadas) Multímetros conectados mal (Eliminado) Fusibles defectuosos (altamente improbable, artículo de seguridad y fabricado con tolerancias estrictas, las etiquetas muestran la clasificación correcta) Fuentes de alimentación defectuosas (algo poco probable, verificadas con un osciloscopio durante más de una hora) Alimentación eléctrica defectuosa de la escuela (es muy probable que se realizaran trabajos eléctricos durante toda la semana, además de que la fuente de alimentación también explotó el mismo día)

Conclusión: La causa más probable de que los fusibles del multímetro se fundan es la mala potencia principal cuando se estaba realizando un trabajo eléctrico en la escuela. Sé que se está haciendo el trabajo con seguridad porque el técnico desconectó toda la energía porque estaba trabajando a la hora del almuerzo al día siguiente. Creo que es muy importante que la escuela nos diga cuándo están haciendo trabajos eléctricos porque estamos usando equipos eléctricos sensibles en el laboratorio. Pasado al jefe de departamento y la gerencia superior ...

    
respondido por el Craig

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